【物理】甘肃省张掖市2018-2019学年高二下学期期末考试试题（解析版）
张掖市2018—2019学年第二学期期末考试
高二物理试卷
第一部分：必考题（85分）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分，在给出的四个选项中，每小题中只有一个选项符合题目要求。）
1.下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是（ ）
A. 一切物体都在辐射电磁波
B. 一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C. 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值像波长较短的方向移动
D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
【答案】B
【解析】
【详解】一切物体都在辐射电磁波，故A正确．物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与其它因素有关．故B错误．黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，故C正确．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故D正确．此题选择不正确的选项，故选B．
【点睛】解决本题的关键知道黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．
2.下列说法正确的是（ ）
A. 原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验
B. 普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子
C. 粒子散射实验中少数粒子发生了较大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
D. 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC、根据α
粒子散射实验卢瑟福提出了原子的核式结构，实验很好的解释了原子的核式结构，故选项C正确，A错误；
B、普朗克认为：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，故选项B正确；
D、由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故选项D错误．
3.如图所示，圆环a和b的半径之比r1：r2=2：1，且是粗细相同，用同样材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下，A、B两点的电势差之比为（ ）
A. 1：1 B. 2：1 C. 3：1 D. 4：1
【答案】B
【解析】
【详解】a环与b环的半径之比为2：1，故周长之比为2：1，根据电阻定律，电阻之比为2：1；A、B两点间电势差大小为路端电压，为
磁感应强度变化率恒定的变化磁场，又面积之比是4：1，故根据法拉第电磁感应定律公式
得到两次电动势的大小之比为4：1；故两次的路端电压之比为
故B正确；ACD错误
故选B．
4. 如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中
A. 感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同
B. 感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反
C. 感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同
D. 感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】当磁铁从A到B时，导致线圈的磁通量先增加后减小，由于穿过线圈的磁感线的方向不变，所以由楞次定律可知，产生感应电流的方向必相反，由楞次定律的相对运动角度来分析，则有：“近则斥，远则吸”，当磁铁靠近时，线圈受到水平向右的安培力；当远离时，线圈受到水平向右的安培力，故感应电流受的作用力方向相同，故C正确，ABD错误．
5.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
试题分析：由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变．
故选D
考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律
【名师点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，注意图线的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向，知道这些才能准确的利用楞次定律进行判定．
6.如图所示，A、B、C、D是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab、cd两端电压U1与U2之比是：（ ）
A. 3∶1 B. 4∶1 C. 3∶2 D. 2∶1
【答案】A
【解析】原副线圈的电流之比为：则，则，则 U原=3U灯
因U1=U灯+U原=4U灯， 则故B正确，ACD错误；故选B．
7.在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内。从子弹射向木块到木块将弹簧压缩到最短的全过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 全过程中弹簧、木块和子弹组成的系统动量守恒
B. 弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒
C. 在木块压缩弹簧过程中，木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力
D. 在弹簧压缩到最短的时刻，木块的速度为零，加速度不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．弹簧、木块和子弹组成的系统受到墙壁的外力作用，系统动量不守恒，A错误；
B．子弹击打木块的过程中摩擦生热，所以弹簧、木块和子弹组成的系统机械能减小，B错误；
C．木块对弹簧的作用力与弹簧对木块的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；
D．在弹簧压缩到最短的时刻，木块的速度为零，弹簧弹力水平向右，加速度水平向右，D正确。故选D。
8.如图所示为理想变压器原线圈所接交变电流压的波形．原、副线圈匝数比n1:n2=10:1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A，下列说法中正确的是
A. 变压器输出端的交变电流的电压是20 V
B. 变压器的输出功率为200 W
C. 变压器输出端的交变电流的频率为50 Hz
D. 穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 Wb/s
【答案】BCD
【解析】
原线圈接入电压的最大值是，所以原线圈接入电压的有效值是U=200V，根据理想变压器变压比：，代入数据解得副线圈的电压为：，故A错误；理想变压器传输功率不损耗，所以输出功率为：，故B正确；因交流电的周期是0.02 s，所以频率为，且变压器不改变电流频率，故C正确；由交变电流知识可知，变压器铁芯线圈中磁通量变化率的最大值为：，故D正确．所以BCD正确，A错误．
9.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则( )
A. W1
W2，q1＝q2 D. W1>W2，q1>q2
【答案】C
【解析】
【详解】第一次用0.3s时间拉出，第二次用0.9s时间拉出，两次速度比为3:1，由E=BLv，两次感应电动势比为3:1，两次感应电流比为3:1，由于F安=BIL，两次安培力比为3:1，由于匀速拉出匀强磁场，所以外力比为3:1，根据功的定义W=Fx，所以：
W1:W2=3:1；
根据电量，感应电流，感应电动势，得：
所以：
q1:q2=1:1，
故W1＞W2，q1=q2。
A. W1W2，q1＝q2。故C正确； D. W1>W2，q1>q2。故D错误；
10.如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0，元电荷为e，普朗克常量为h．现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是
A. 照射光强度不变，增加光的频率 B. 照射光频率不变，增加照射光强度
C. 增加A、K电极间的电压 D. 减小A、K电极间的电压
【答案】B
【解析】
【详解】照射光强度不变，增加光的频率，则入射光的光子数目减少，导致光电流的饱和值减小，故A错误；照射光频率不变，增加光强，则入射光的光子数目增多，导致光电流的饱和值增大，故B正确；增加A、K电极间的电压，会导致光电流增大，但饱和值不变，故C错误；减小A、K电极间的电压，会导致光电流减小，但饱和值不变，故D错误；
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有不选或选错的得0分）
11.如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（ ）
A. vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/s B. vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/s
C. vA′＝1 m/s，vB′＝3 m/s D. vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/s
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．两小球碰撞动量守恒，初动量为
碰前总动能
碰后总动量
碰后总能量
动量守恒，机械能守恒，可以实现，A正确；
B．碰后总动量
碰后总动能
动量守恒，机械能不增加，可以实现，B正确；
C．碰后总动量
碰后总动能
动量守恒，机械能不增加，可以实现，C正确；
D．碰后总动量
碰后总动能
动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，D错误。
故选ABC。
12.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A. 若DE能结合成F，结合过程一定能放出核能
B. 若DE能结合成F，结合过程一定要吸收能量
C. 若CB能结合成A，结合过程一定要放出能量
D. 若CB能结合成A，结合过程一定要吸收能量
【答案】AD
【解析】
A、DE结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，A正确，B错误；
C、若CB能结合成A，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，D正确，C错误；
故选AD．
13.如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路．当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动
C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动。故BC正确，AD错误。
故选BC．
14.带有(1/4)光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车，当小球上行再返回，并脱离滑车时，以下说法可能正确的是（ ）
A. 小球一定沿水平方向向左做平抛运动 B. 小球可能沿水平方向向左做平抛运动
C. 小球可能做自由落体运动 D. 小球可能水平向右做平抛运动
【答案】BCD
【解析】
试题分析：小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程，相当于小球与滑车发生弹性碰撞的过程．
选取小球运动的方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv2
由机械能守恒得：
整理得：
如果m＜M，小球离开滑车向左做平抛运动；如果m=M，小球离开小车的速度是0，小球将做自由落体运动；如果m＞M，小球离开小车向右做平抛运动．故A错误，BCD正确．故选BCD．
考点：动量守恒定律；机械能守恒
【名师点睛】解决本题的关键知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒．会根据动量守恒定律进行分析，然后从能量守恒的角度列出方程可联立求解速度.
三、实验题（本题共2小题，15小题4分，16小题8分，共12分）
15.如图所示器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流方向．
（1）在给出的实物图中，用实线作为导线将实验器材连成实验电路．
（2）将线圈L1插入L2中，合上开关，能使感应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是__________．
A.插入软铁棒 B.拔出线圈L1 C.使变阻器阻值变大 D.断开开关
【答案】BCD
【解析】
（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图如图所示；
（2）根据楞次定律可知，若使感应电流与原电流的绕行方向相同，则线圈L2
中的磁通量应该减小，故拔出线圈L1、使变阻器阻值变大、断开开关均可使线圈L2中的磁通量减小，故A错误，BCD正确．
16.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻质弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1；
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量物理量是_________________。
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_________，上式中算得A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：
①______________________________________；
②______________________________。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式。如不能，请说明理由________。
【答案】(1). 滑块到挡板的距离 (2). (3). 气垫导轨可能不水平导致误差 (4). 滑块受到空气的阻力作用而导致误差 (5).
【解析】
【详解】(1)[1]为了验证动量守恒定律，需要测出滑块运动的速度，所以需要测量滑块到挡板的距离。
(2)[2]两滑块动量守恒，满足
滑块脱离弹簧后在导轨上做匀速直线运动
，
代入解得需要满足的方程
[3]气垫导轨可能不水平导致误差。
[4]滑块受到空气的阻力作用而导致误差。
(3)[5]弹簧从压缩状态恢复到原长，弹性势能全部转化为滑块动能，根据能量守恒定律
代入速度，解得弹性势能表达式
四、计算题（本题共3小题，17小题9分，18小题8分，19小题10分，共27分）
17.某交流发电机输出功率5×105W，输出电压为U=1.0×103V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U="380" V.
（1）画出输电线路的示意图.（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）
【答案】(1)
（2）1:10;25:1
【解析】
(1)
(2)
所以（5分）
（5分）
本题考查了交流电远距离高压输电电路的模式图和远距离高压输电的几个基本关系．
18.如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上、下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一宽度为b（br0时，分子势能随分子间的距离增大而增大，当r
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